EP2038629A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung von bauteilen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur überwachung von bauteilenInfo
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- EP2038629A1 EP2038629A1 EP07785973A EP07785973A EP2038629A1 EP 2038629 A1 EP2038629 A1 EP 2038629A1 EP 07785973 A EP07785973 A EP 07785973A EP 07785973 A EP07785973 A EP 07785973A EP 2038629 A1 EP2038629 A1 EP 2038629A1
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- sensor carrier
- moisture
- pipe system
- pipe
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Classifications
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- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/005—Investigating fluid-tightness of structures using pigs or moles
-
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- E04D13/006—Provisions for detecting water leakage
Definitions
- the invention relates to a method for monitoring components such as hall roofs, walls, dams od. Like. Especially of cassette roofs on the tightness or moisture and / or temperature, by means of at least one sensor, and a device therefor.
- components that are exposed to the environment are subject to influences of this environment, especially moisture.
- moisture is to think of masonry, which sits in the ground or has a connection to the ground. Rising moisture causes the blooming of this masonry and considerable damage. This is especially true in listed buildings and in groundwater changes but also, for example, in penetrating water in dams or bridge structures, especially in game bridges, which are covered on their top with a foil. This film can be destroyed by roots, for example, so that it then comes to a penetration of moisture into the underlying concrete pavement.
- the term components should be understood very broadly in the present case.
- a control and reporting system for detecting intrusion of water in buildings wherein at least one moisture or water level sensor is provided in the outer wall of the monitored building area, which is an optical in response to the sensor and / or acoustic signaling signal generating control device is in operative connection.
- a leak in particular in a flat roof, can be detected in good time before greater damage occurs, and moreover, this damage can be remedied specifically and thus cost-effectively.
- Such control and reporting systems are only useful if, as with the flat roof, water stops on the roof.
- the present invention relates primarily to large-scale roofs for industrial and leisure buildings and there especially on large-scale wooden roofs made of cassettes, the transfer of the procedure on steel, light metal and solid roofs is of course possible.
- the load-bearing construction is usually made of forming laminated beams, also referred to as rafters in sloping roofs, and formed transversely thereto, either launched or used wood structure.
- This wooden structure is often executed in prefabricated cassette construction. These cassettes span areas of up to 16 m in length and 2.50 m in width.
- the supporting elements are in turn several in the longitudinal direction of the cassette extending laminated beams.
- Through a base plate and a cover plate creates a closed volume, which is filled for thermal insulation with insulating material.
- the base plate is provided on the inside of the cassette with a vapor barrier, the cover plate on the outside with a film to prevent ingress of moisture. On this slide, the roof outer skin is applied.
- the entire construction thus corresponds to a warm roof in its design, since no ventilation takes place.
- the present invention has for its object to provide a simple and inexpensive system with which such components could be monitored. SOLUTION OF THE TASK
- the senor is guided in or on a sensor carrier along predetermined paths in or on the component.
- tubes are laid in a straight line parallel to one another and preferably terminate in a common channel. From this channel, the sensor carrier is passed through the tubes.
- pipes with a relatively small diameter of, for example, less than 30 mm in contrast to large pipes, as far as the moisture is concerned, no life of their own. In large pipes, the moisture spreads out, not in small ones. The moisture remains directly in the area of the entry point of the moisture. Of course, this has the advantage that the location of the moisture in a masonry or a roof can be determined much more accurately and quickly.
- push or pull elements offer as sensor carrier.
- the insertion of the fiber optic cable is done via appropriate pushing devices, as they are known in the art.
- the fiber optic cable must have sufficient rigidity with sufficient elasticity and good sliding properties, which is why it is preferably plastic coated.
- the path for the sensor carrier meanders and is formed by a pipe system.
- This pipe system has the advantage over an open rail that it clears the way for the sensor carrier, while otherwise insulating material could fall onto the rail.
- the pipe system should not only be installed in new cassettes, but also existing hall roofs made of cassettes or continuous hall roofs can be retrofitted with the pipe system.
- the pipe system consists of individual plastic pipes, these can be routed to areas that may be particularly susceptible to moisture.
- the pipe system only needs to be designed so that the sensor carrier can pass well through the pipe system, especially in the bends.
- the pipe system or the plastic tube should be configured inside wavy with inner shafts.
- These inner shafts are said to be the
- the sensors carried by the sensor carrier should enable the acquisition of moisture, temperature and path data.
- the path determination is preferably carried out over the rotation of the wheels, whereby a larger slip is excluded by the inner shaft of the tubes. Possibly. It is also possible to use the number of holes in the pipe walls for determining the way.
- the sensor carrier with a chain drive, wherein the sensor carrier and the chain drive are built very small.
- the chain drive has the advantage that the small caterpillars have a high contact surface.
- the corresponding data can be temporarily stored in the sensor carrier and retrieved later. It is also conceivable wireless transmission to a central, so that thereby at the same time the sensor carrier or its path is monitored.
- the data are reset by an induction coil when entering the corresponding section while detecting the respective sector.
- the determination of the position is also required in order to obtain an indication of the approximate position of the sensor carrier in the event of a system failure.
- the recovery can then be carried out, if necessary via inspection openings, by means of a "recovery vehicle” or mechanical aids have a device for docking the recovery vehicle and to unlock his wheels.
- the sensor carrier itself has a preferably energy self-sufficient drive system, consisting of two or three interconnected via a flexible connection system drive elements that allow him to drive through curves and both simultaneously and individually in both directions can be operated. As a result, the sensor carrier can be moved back when obstacles occur. In case of failure of a drive element, the corresponding wheels are unlocked. Driving on slopes up to 90 ° should be realized in conjunction with the selected type of pipe and lightweight construction. All movements should also be able to be triggered externally via a radio control.
- the sensor carrier could be placed on a pulling element which pulls it through the pipe system.
- this tension element could also be designed endless.
- a chain is installed or retrofitted into the pipe system.
- This chain can be made of any material, in particular plastic or metal. It is similar to the chain of a sunshade roller blind formed and consists of a plurality of balls, which are arranged on a string. This cord is passed through a channel extending from an inlet to an outlet in the sensor carrier and is placed in the sensor carrier via a pinion of a drive wheel. If this drive wheel is rotated, the pinion runs off the chain, at the same time the sensor carrier is moved along the chain. The sensor carrier pulls on this chain through the entire Pipe system. This avoids the problems of pipe connections, bends, slippage and friction.
- the recorded data is transferred to the documentation and creation of the damage report in a database system and displayed graphically. Furthermore, a check of the insulation by the calculation of the dew point is made.
- Fire department for fire-extinguishing measures to provide so that the pipe system can be used in a fire as a kind of sprinkler system.
- Figure 1 is a schematic representation of a bottom view of an open hall roof
- FIG. 2 shows a longitudinal section through a partial region of a shaft tube
- FIG. 3 shows a cross section through the shaft tube according to FIG. 2 with inserted sensor carrier
- FIG. 4 shows a partially enlarged longitudinal section through a sensor carrier on a chain
- Figure 5 is a schematic representation of a portion of an open
- a hall roof 1 consists of a plurality of cassettes 2, which are assembled to the roof 1.
- This plurality of cassettes 2 together form a roof outer skin not shown in detail and the inner roof skin, between which there is corresponding insulating material. Furthermore, supply lines can be laid between the roof outer skin and the inner roof skin.
- the cassettes 2 form a first 3 indicated only schematically.
- the cassettes 2 likewise pass through a pipe system 4 between the roof outer skin and the inner roof skin, this being guided in a meandering manner. It has an inlet 5 and an outlet 6 for a schematically indicated in Figure 3 sensor carrier 7 and arranged therebetween inspection openings 8. It is made of a plurality of Plastic pipes 9 assembled so that straight sections and curved sections can be formed.
- This plastic tube 9 is preferably provided with an inner shaft 10, which serves the better support of the sensor carrier 7. Further, 9 recesses 11 are formed in the plastic tube through which air can penetrate into the interior of the plastic tube 9.
- the sensor carrier 7 is preferably self-propelled. For this purpose, it has wheels 12 which rotate about an axis 13 indicated by dashed lines. This axis 13 is arranged on a frame 14, on which a support body 15 is fixed. In or on the support body 15, at least one sensor 16 is provided, via which a desired parameter within the plastic pipe 9 can be determined.
- the parameter may be the moisture content of the air, the temperature or the like.
- the wheels 12 are to be associated with rotation sensors, not shown in greater detail, via which a path determination takes place. This determined data can be stored on a chip in the support body 15 or transmitted via a corresponding transmitter to a receiver.
- the determination of the moisture or the differences in moisture between the individual cassettes 2 is suitable for this purpose.
- the moisture that penetrates through the roof 1, also passes, for example, as a result of evaporation heat in the plastic tube 9, so that there is a higher humidity within the plastic tube 9 in these areas.
- the sensor carrier 7 is inserted into the pipe system 4 at the inlet 5 and its drive is switched on.
- the sensor carrier 7 is running now with the help of its wheels 12, which run the inner shaft 10, inside the pipe system 4, the meandered plastic pipes from 9 and determined continuously or at desired intervals moisture, temperature, etc .. If this significant differences between individual areas of the pipe system 4 is determined so This is an indication that here more moisture has penetrated into the corresponding cassette 2, as in other cassettes. In this case, a cause research must be operated.
- the sensor carrier 7 is preferably associated with a path determination via the rotation of the wheels, it can be determined relatively accurately in which region of the pipe system 4 the sensor carrier is located.
- Inner shaft 10 avoids a larger slip, so that the
- Sensor carrier 7 only have to go through a few short sections, it can be removed from the corresponding inspection openings 8 again.
- these inspection openings 8 also serve a certain purpose
- Sensor carrier is provided with a device 17 for docking a "salvage vehicle", provided that the sensor carrier 7 can not independently free itself from its position.
- FIG. 4 shows a further possibility of the drive for a sensor carrier 7.1 in a pipe system.
- a chain 18, which is formed similar to a chain of a window blinds.
- the chain consists essentially of lined-up balls 19 on a string 20.
- a drive wheel 21 is integrated in the sensor carrier 7.1, which has a pinion 22.
- This pinion 22 engages the chain 18, wherein the balls 19 are received in troughs 23 of the pinion 22.
- the sensor carrier 7 When turning the drive wheel 21 in the counterclockwise direction, the sensor carrier 7 is moved in the running direction 24 along the chain 18 in this manner, wherein for guiding the chain 18 through the Sensor carrier 7.1 a sensor carrier 7.1 is provided by a conical inlet 25 to a spout 26 traversing channel 27.
- a pipe system 4.1 in a hall roof 1 does not meander but is rectilinear.
- Single tubes 28 go from one channel
- these tubes 28 are tubes with a very small cross-section, for example tubes with a cross-section of less than 30 mm.
- a carriage 31 which has a device not shown in detail for inserting a linear element 32 in the respective tube 28. Near the top of this linear element 32 of the moisture sensor not shown in detail is arranged.
- This embodiment of the invention is based on a discovery that large pipes lead a life of their own with respect to moisture, whereas small ones do not. If moisture penetrates through holes in large pipes, this moisture spreads in the pipe. However, if moisture penetrates into a small pipe, for example with a diameter of less than 30 mm, the moisture in the pipe only spreads in the region of the penetration opening, so that the location of the moisture can be determined very accurately.
- a linear element 32 offers a fiber optic cable, which is coated with a plastic layer. As a result, it provides sufficient rigidity with sufficient elasticity.
- the fiber optic cable itself can also be used to transmit the signals from the sensor, whereby not only values for the moisture can be transmitted, but also by means of corresponding sensors values for temperatures etc ..
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Überwachung von Bauteilen (1), insbesondere von Hallendächer (1), Mauern, Staudämme, Brücken od. dgl. auf deren Dichtheit bzw. Feuchtigkeit und/oder Temperatur, mittels zumindest einem Sensor (16), soll der Sensor (16) in oder an einem Sensorträger (7, 7.1) entlang von vorgegebenen Bahnen in oder an dem Bauteil entlanggeführt werden.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Bauteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Bauteilen, wie Hallendächer, Mauern, Staudämme od. dgl. insbesondere von Kassettendächer auf deren Dichtheit bzw. Feuchtigkeit und/oder Temperatur, mittels zumindest einem Sensor, sowie eine Vorrichtung hierfür.
STAND DER TECHNIK
Vor allem Bauteile, die der Umwelt ausgesetzt sind, unterliegen Einflüssen dieser Umwelt, insbesondere der Feuchtigkeit. Hier ist an Mauerwerk zu denken, das im Boden sitzt oder eine Verbindung mit dem Boden hat. Durch aufsteigende Feuchtigkeit kommt es zum Ausblühen dieses Mauerwerks und zu erheblichen Beschädigungen. Dies gilt vor allem bei denkmalgeschützten Bauten und bei Grundwasseränderungen aber auch beispielsweise bei eindringendem Wasser in Staudämme oder bei Brückenbauwerken,
insbesondere bei Wildbrücken, die auf ihrer Oberseite mit einer Folie belegt sind. Diese Folie kann beispielsweise durch Wurzeln zerstört werden, so dass es dann zu einem Eindringen von Feuchtigkeit in die darunter liegende Betondecke kommt. Der Begriff Bauteile soll im vorliegenden Fall sehr weit verstanden werden.
In jüngster Vergangenheit wurde auch mehrfach das Versagen von Dachkonstruktionen durch Umwelteinflüsse bekannt. Wesentliche Faktoren waren dabei die Überbeanspruchung durch äussere Lasten und/oder die Reduzierung der Tragfähigkeit infolge Verwitterung des Baumaterials durch unbemerkt auftretende Feuchtigkeitseinwirkungen in geschlossenen Bauelementen, wie Kassetten.
Aus der DE 36 36 074 A1 ist beispielsweise ein Kontroll- und Meldesystem zur Erkennung von eindringendem Wasser in Gebäude bekannt, wobei an dem zu überwachenden Gebäudebereich wenigstens ein Feuchtigkeits- oder Wasserstandsensor in der Aussenwandung vorgesehen ist, der mit einem beim Ansprechen des Sensors ein optisches und/oder akustisches Meldesignal erzeugenden Kontrollgerät in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise kann, insbesondere bei mehreren Sensoren, eine undichte Stelle, insbesondere in einem Flachdach rechtzeitig erkannt werden, bevor ein grosserer Schaden entsteht, und darüber hinaus kann dieser Schaden gezielt und damit kostengünstig behoben werden. Derartige Kontroll- und Meldesysteme sind nur dann brauchbar, wenn, wie bei dem Flachdach, auf dem Dach Wasser stehen bleibt. Hier kann beispielsweise ermittelt werden, dass ein gewisser vorgegebener Wasserspiegel innerhalb einer Zeit absinkt, was auf ein Eindringen des Wassers in das Innere des Gebäudes schliessen lässt. Derartige Systeme sind aber völlig ungeeignet bei geneigten Dächern, bei denen das Wasser abfliesst. Ferner bedarf es nach der Feststellung der Undichtheit einen intensiven Nachsuche, wo sich die undichte Stelle befindet, was sich zeit- und kostenaufwendig erweist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich vor allem auf grossflächige Dächer für Industrie- und Freizeitbauten und dort vor allem auf grossflächige Holzdächer aus Kassetten, wobei die Übertragung der Verfahrensweise auf Stahl-, Leichtmetall- und Massivdächer selbstverständlich möglich ist.
Bei derartigen grossflächigen Holzdächern wird die tragende Konstruktion in der Regel aus formgebenden Leimbindern, bei geneigten Dächern auch als Sparren bezeichnet, und einem quer dazu verlaufenden, entweder aufgelegten oder eingesetzten Holztragwerk gebildet. Dieses Holztragwerk wird vielfach in vorgefertigter Kassettenkonstruktion ausgeführt. Diese Kassetten überspannen Flächen von bis zu 16 m Länge und 2,50 m Breite. Die tragenden Elemente sind wiederum mehrere in Längsrichtung der Kassette verlaufende Leimbinder. Durch eine Grundplatte und eine Deckplatte entsteht ein abgeschlossenes Volumen, welches zur Wärmeisolation mit Isoliermaterial aufgefüllt wird. Die Grundplatte wird auf der Kassetteninnenseite mit einer Dampfsperre versehen, die Deckplatte auf der Aussenseite mit einer Folie zur Vermeidung von Feuchtigkeitseintritt. Auf diese Folie wird die Dachaussenhaut aufgebracht. Die gesamte Konstruktion entspricht damit in ihrer Ausführung einem Warmdach, da keine Belüftung erfolgt.
Probleme treten auf, wenn während der Bauphase oder später Feuchtigkeit eintritt. Dies kann zum Auflösen bzw. Verrotten der Leimbinder führen und letztendlich zum Einsturz des Hallendaches. Unbemerkt führt es aber über die Länge der Zeit hin zu einem kaum bemerkten Verlust der Wärmedämmung, wodurch der Heizaufwand wiederum erhöht werden muss.
AUFGABE
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges System zu schaffen, mit dem derartige Bauteile überwacht werden könne.
LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass der Sensor in oder an einem Sensorträger entlang von vorgegebenen Bahnen in oder an dem Bauteil entlanggeführt wird.
Bei einem Mauerwerk als Bauteil bietet es sich an, bereits bei Erstellung des Mauerwerks ein entsprechendes Rohr als Bahn mit einzubauen oder mit einzubetonieren, durch welches der Sensorträger hindurchgeführt werden kann. Diese Bahn kann beispielsweise auch zwischen einem Mauerwerk und einem Sanierputz oder auch in dem Sanierputz verlaufen. Bei vorhandenen Mauerwerken, wie deπkmalgeschützten Bauten ist es möglich, Längsbohrungen einzubringen, durch die dann der Sensorträger geführt werden kann. Auf diese Weise wird ein Innenklima von derartigen Bauteilen überwacht.
Bei einem Dach bedeutet dies, dass das gesamte Dach in vorgegebenen Zeitabständen untersucht wird und Veränderungen der Feuchtigkeit in den Deckenelementen, im beschriebenen Fall den Kassetten, erfasst werden können. Fest installierte Sensoren, die erhebliche Nachteile wegen der fehlenden Zugänglichkeit der Sensoren und deren Zustandsüberprüfung (z.B. Korrosion bei den Anschlüssen) haben, werden dadurch vermieden. Es wird eine sehr gute Qualität der Messung über Jahre hinweg gewährleistet.
In einem Ausführungsbeispiel sind Rohre geradlinig parallel zueinander verlegt und münden bevorzugt in einem gemeinsamen Kanal aus. Von diesem Kanal aus wird der Sensorträger durch die Rohre geführt. Dabei wurde festgestellt, dass Rohre mit einem relativ geringem Durchmesser von beispielsweise unter 30 mm im Gegensatz zu grossen Rohren, was die Feuchtigkeit anbelangt, kein Eigenleben führen. In grossen Rohren breitet sich die Feuchtigkeit aus, in kleinen nicht. Die Feuchtigkeit verbleibt direkt im Bereich der Eintrittsstelle der Feuchtigkeit. Dies hat natürlich den Vorteil, dass die Stelle der Feuchtigkeit in einem Mauerwerk oder einem Dach wesentlich genauer und schneller ermittelt werden kann.
Für derartige dünne, geradlinig verlegte Rohre bieten sich vor allem Schuboder Zugelemente als Sensorträger an. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wir ein kabeiartiges Linearelement verwendet und hier wieder bevorzugt ein Glasfaserkabel. An der Spitze oder nahe der Spitze des Glasfaserkabels befindet sich dann der Sensor oder die Sensoren, da beispielsweise nicht nur Feuchtigkeit sondern auch Temperatur ermittelt werden kann.
Das Einschieben des Glasfaserkabels geschieht über entsprechende Schubgeräte, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Das Glasfaserkabel muss eine ausreichende Steifigkeit bei genügender Elastizität und über gute Gleiteigenschaften verfügen, weshalb es bevorzugt kunststoffummantelt ist.
In einem anderen Ausführungsbeispiel verläuft die Bahn für den Sensorträger mäanderförmig und wird von einem Rohrsystem gebildet. Dieses Rohrsystem hat den Vorteil gegenüber einer offenen Schiene, dass es den Weg für den Sensorträger freihält, während ansonsten Isoliermaterial auf die Schiene fallen könnte. Das Rohrsystem soll nicht nur in neuen Kassetten eingebaut werden, sondern auch bereits bestehende Hallendächer aus Kassetten oder auch durchgehende Hallendächer können mit dem Rohrsystem nachgerüstet werden.
Besteht das Rohrsystem aus einzelnen Kunststoffrohren, so können diese in Bereiche geführt werden, die möglicherweise besonders feuchtigkeitsanfällig sind. Das Rohrsystem muss nur so insbesondere in den Biegungen ausgelegt sein, dass der Sensorträger gut durch das Rohrsystem hindurchfahren kann.
Bevorzugt soll das Rohrsystem bzw. die Kunststoff röhre im Inneren wellenförmig mit Innenwellen ausgestaltet sein. Diese Innenwellen sollen die
Traktion des Sensorträgers ermöglichen. Angestrebt ist für die Rohre ein lichter
Durchmesser von ca. 50 mm. Um den Luftaustausch mit den Kassetten zu
ermöglichen, sind in die Rohrwandung in bestimmten Abständen Öffnungen eingeformt. Sogeffekte bzw. ein Luftaustausch zwischen einzelnen Kassettenabschnitten werden durch durchfahrbare, passive Verschlusseinrichtungen vermieden. Bei anderen Mauerwerken aber auch beim Dach können diffusionsdurchlässige Rohre eingesetzt werden.
Die vom Sensorträger mitgeführte Sensorik soll die Erfassung von Feuchtigkeits-, Temperatur- und Wegdaten ermöglichen. Die Wegbestimmung erfolgt dabei bevorzugt über die Umdrehung der Räder, wobei ein grosserer Schlupf durch die Innenwelle der Rohre ausgeschlossen wird. Ggf. kann auch die Anzahl der Löcher in den Rohrwandungen zur Wegbestimmung herangezogen werden.
Denkbar ist auch, den Sensorträger mit einem Kettenantrieb zu versehen, wobei der Sensorträger und der Kettenantrieb sehr klein gebaut sind. Der Kettenantrieb hat den Vorteil, dass die kleinen Raupenketten eine hohe Auflagefläche haben.
Die entsprechenden Daten können in dem Sensorträger zwischengespeichert und später abgerufen werden. Denkbar ist auch eine drahtlose Übertragung an eine Zentrale, so dass dadurch auch gleichzeitig der Sensorträger bzw. dessen Weg überwacht wird.
Bei sehr grossen Dachkonstruktionen ist zu erwägen, die Wegbestimmung abschnittsweise durchzuführen. Hierbei werden die Daten bei der Einfahrt in den entsprechenden Abschnitt unter Erfassung des jeweiligen Sektors durch eine Induktionsspule zurückgesetzt. Die Positionsbestimmung wird auch dazu benötigt, um im Falle eines Systemausfalls einen Anhaltspunkt über die ungefähre Position des Sensorträgers zu erhalten. Die Bergung kann dann, ggf. über Revisionsöffnungen, mittels eines „Bergungsfahrzeugs" oder mechanischer Hilfsmittel erfolgen. Zu diesem Zweck muss der Sensorträger
eine Einrichtung zum Andocken des Bergungsfahrzeuges und zum Freischalten seiner Laufräder haben.
Der Sensorträger selbst verfügt über ein bevorzugt energieautarkes Antriebssystem, bestehend aus zwei oder drei über ein flexibles Verbindungssystem miteinander verbundenen Antriebselementen, die es ihm ermöglichen, Kurven zu durchfahren und sowohl gleichzeitig als auch einzeln in beiden Fahrtrichtungen betrieben werden zu können. Hierdurch kann beim Auftreten von Hindernissen der Sensorträger zurückgefahren werden. Bei Ausfall eines Antriebselementes werden die entsprechenden Laufräder freigeschaltet. Das Befahren von Steigungen bis 90° soll in Verbindung mit der gewählten Rohrart und Leichtbauweise realisiert werden. Sämtliche Fahrbewegungen sollen aber auch extern über eine Funksteuerung ausgelöst werden können.
Selbstverständlich sind für den Sensorträger auch andere Möglichkeiten denkbar, wie er durch das Rohrsystem hindurchbewegt wird. Beispielsweise könnte der Sensor an einem Zugelement angeordnet werden, welches ihn durch das Rohrsystem zieht. Dabei könnte dieses Zugelement auch endlos ausgebildet sein.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jedoch in das Rohrsystem eine Kette eingebaut oder nachträglich eingezogen. Diese Kette kann aus einem beliebigen Material bestehen, insbesondere aus Kunststoff oder Metall. Sie ist ähnlich der Kette eines Sonnenschutz-Rollos ausgebildet und besteht aus einer Vielzahl von Kugeln, die an einer Schnur angeordnet sind. Diese Schnur wird durch einen von einem Einlauf zu einem Auslauf in dem Sensorträger verlaufenden Kanal geführt und ist in dem Sensorträger über ein Ritzel eines Antriebsrades gelegt. Wird dieses Antriebsrad gedreht, so läuft das Ritzel die Kette ab, wobei gleichzeitig der Sensorträger entlang der Kette bewegt wird. Der Sensorträger zieht sich so an dieser Kette durch das gesamte
Rohrsystem. Dabei werden die Probleme von Rohrverbindungen, Bögen, Schlupf und Reibung umgangen.
Die aufgenommen Daten werden zur Dokumentation und Erstellung des Schadensberichts in ein Datenbanksystem überführt und graphisch aufgezeigt. Des weiteren wird eine Überprüfung der Isolation durch die Berechnung des Taupunktes vorgenommen.
Insgesamt wird ein System geschaffen, welches grossflächige Hallendächer überwacht und Veränderungen, vor allem bei Feuchtigkeit und Temperatur, rasch ermittelt, so dass auch notwendige Gegenmassnahmen vor Eintritt eines grossen Schadens durchgeführt werden können.
Nebenbei sei bemerkt, dass die hier erwähnten Rohre bzw. Rohrsysteme auch für andere Zwecke benutzt werden können. Beispielsweise ist es möglich, nach
Ermittlung der Feuchtigkeit wiederum Trocknungsluft in die Rohre bzw.
Rohrsysteme einzublasen, um bestimmte Bereiche des Mauerwerks oder
Hallendachs zu trocknen. Es ist sogar daran zu denken, dieses Rohrsystem der
Feuerwehr für Feuerlöschmassnahmen zur Verfügung zu stellen, so dass das Rohrsystem im Brandfall quasi als Sprinkleranlage verwendet werden kann.
FIGURENBESCHREIBUNG
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Unteransicht eines geöffneten Hallendachs;
Figur 2 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich eines Wellenrohres;
Figur 3 einen Querschnitt durch das Wellenrohr gemäss Figur 2 mit eingesetztem Sensorträger;
Figur 4 einen teilweise dargestellten vergrösserten Längsschnitt durch einen Sensorträger an einer Kette;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Teils eines geöffneten
Hallendachs.
Gemäss Figur 1 besteht ein Hallendach 1 aus einer Mehrzahl von Kassetten 2, die zu dem Dach 1 zusammengesetzt sind. Diese Mehrzahl von Kassetten 2 bilden zusammen eine nicht näher gezeigte Dachaussenhaut und Dachinnenhaut, zwischen denen sich entsprechendes Isoliermaterial befindet. Ferner können zwischen Dachaussenhaut und Dachinnenhaut Versorgungsleitungen verlegt sein. In der Mitte bilden die Kassetten 2 einen nur schematisch angedeuteten First 3 aus.
Erfindungsgemäss durchzieht die Kassetten 2 ebenfalls zwischen Dachaussenhaut und Dachinnenhaut ein Rohrsystem 4, wobei dieses mäanderartig geführt ist. Es besitzt einen Einlass 5 und einen Auslass 6 für einen in Figur 3 schematisch angedeuteten Sensorträger 7 und dazwischen angeordneten Inspektionsöffnungen 8. Es ist aus einer Mehrzahl von
Kunststoffrohren 9 zusammengesetzt, so dass gerade Abschnitte und kurvige Abschnitte ausgebildet sein können. Dieses Kunststoffrohr 9 ist bevorzugt mit einer Innenwelle 10 versehen, welche dem besseren Halt des Sensorträgers 7 dient. Ferner sind in das Kunststoffrohr 9 Ausnehmungen 11 eingeformt, durch welche Luft in das Innere des Kunststoffrohres 9 eindringen kann.
Der Sensorträger 7 ist bevorzugt selbstfahrend ausgebildet. Hierzu weist er Räder 12 auf, die um eine strichpunktiert angedeutete Achse 13 drehen. Diese Achse 13 ist an einem Rahmen 14 angeordnet, an dem auch ein Tragkörper 15 festliegt. In oder an dem Tragkörper 15 ist zumindest ein Sensor 16 vorgesehen, über den ein gewünschter Parameter innerhalb des Kunststoffrohres 9 ermittelt werden kann. Bei dem Parameter kann es sich um den Feuchtigkeitsgehalt der Luft, die Temperatur od. dgl. handeln. Femer sollen den Rädern 12 nicht näher gezeigte Umdrehungssensoren zugeordnet sein, über die eine Wegbestimmung erfolgt. Diese ermittelten Daten können auf einem Chip in dem Tragkörper 15 gespeichert oder über eine entsprechende Sendeanlage an einen Empfänger übermittelt werden.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Soll beispielsweise die Dichtheit eines Hallendaches 1 bestimmt werden, so bietet sich hierfür die Ermittlung der Feuchtigkeit bzw. der Feuchtigkeitsunterschiede zwischen den einzelnen Kassetten 2 an. Die Feuchtigkeit, die durch das Dach 1 eindringt, gelangt auch, beispielsweise in Folge Verdunstungswärme, in das Kunststoff röhr 9, so dass sich innerhalb des Kunststoffrohres 9 in diesen Bereichen eine höhere Feuchtigkeit befindet. Damit keine Verfälschung eintritt, könnte es notwendig sein, die Kunststoffrohre 9 vor der Messung durchzublasen und dann etwa eine Nacht stehen zu lassen, damit die Stellen, wo Feuchtigkeit erhöht auftritt, genauer bestimmt werden.
Um dies zu ermitteln, wird der Sensorträger 7 in das Rohrsystem 4 an dem Einlass 5 eingesetzt und sein Antrieb eingeschaltet. Der Sensorträger 7 läuft
nun mit Hilfe seiner Räder 12, die die Innenwelle 10 ablaufen, im Inneren des Rohrsystems 4 die mäanderartig verlegten Kunststoffrohre 9 ab und ermittelt laufend oder in gewünschten Abständen Feuchtigkeit, Temperatur usw.. Werden dabei erhebliche Unterschiede zwischen einzelnen Bereichen des Rohrsystems 4 ermittelt, so ist dies ein Indiz dafür, dass hier mehr Feuchtigkeit in die entsprechende Kassette 2 eingedrungen ist, als in andere Kassetten. In diesem Fall muss eine Ursachenforschung betrieben werden.
Da dem Sensorträger 7 bevorzugt auch eine Wegbestimmung über die Umdrehung der Räder zugeordnet ist, kann relativ genau ermittelt werden, in welchem Bereich des Rohrsystems 4 sich der Sensorträger befindet. Die
Innenwelle 10 vermeidet dabei einen grosseren Schlupf, so dass die
Genauigkeit der Ortsbestimmung des Sensorträgers 7 erstaunlich ist. Sollte der
Sensorträger 7 nur einige kurze Abschnitte durchlaufen müssen, so kann er aus den entsprechenden Inspektionsöffnungen 8 wieder entnommen werden.
Diese Inspektionsöffnungen 8 dienen im übrigen auch dazu, einen gewissen
Einblick in das Innere des Rohrsystems 4 zu gewährleisten, falls der
Sensorträger stecken bleiben sollte. Denkbar ist aber auch, dass der
Sensorträger mit einer Einrichtung 17 zum Andocken eines „Bergungsfahrzeuges" versehen ist, sofern sich der Sensorträger 7 nicht selbständig mehr aus seiner Lage befreien kann.
In Figur 4 ist eine weitere Möglichkeit des Antriebs für einen Sensorträger 7.1 in einem Rohrsystem aufgezeigt. In diesem Fall liegt in dem Rohrsystem 4 eine Kette 18, die ähnlich einer Kette eines Fensterrollos ausgebildet ist. Die Kette besteht im wesentlichen aus aufgereihten Kugeln 19 an einer Schnur 20. Zum Zusammenwirken mit dieser Kette 18 ist in dem Sensorträger 7.1 ein Antriebsrad 21 integriert, welches ein Ritzel 22 aufweist. Dieses Ritzel 22 greift die Kette 18 an, wobei die Kugeln 19 in Mulden 23 des Ritzels 22 aufgenommen werden. Beim Drehen des Antriebsrads 21 entgegen dem Uhrzeigersinn wird auf diese Art und Weise der Sensorträger 7 in Laufrichtung 24 entlang der Kette 18 bewegt, wobei zum Führen der Kette 18 durch den
Sensorträger 7.1 ein den Sensorträger 7.1 von einem konischen Einlauf 25 bis zu einem Auslauf 26 durchquerender Kanal 27 vorgesehen ist.
Gemäss Figur 5 verläuft ein Rohrsystem 4.1 in einem Hallendach 1 nicht mäanderartig sondern geradlinig. Einzelne Rohre 28 gehen von einem Kanal
29 aus und sind zu diesem Kanal 29 hin offen. Dabei muss angemerkt werden, dass es sich bei diesen Rohren 28 um Rohre mit sehr geringem Querschnitt handelt, beispielsweise um Rohre mit einem Querschnitt von unter 30 mm.
Ferner können natürlich an einem Hallendach wesentlich mehr Rohre in engerem Abstand verlegt werden als in Figur 5 gezeigt sind.
In dem Kanal 29 fährt entlang einer Schiene 30 ein Schlitten 31 , der ein nicht näher gezeigtes Gerät zum Einschieben eines Linearelementes 32 in das jeweilige Rohr 28 aufweist. Nahe der Spitze dieses Linearelementes 32 ist der nicht näher gezeigte Feuchtigkeitssensor angeordnet.
Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung geht von einer Entdeckung aus, dass nämlich grosse Rohre bezüglich der Feuchtigkeit ein Eigenleben führen, kleine dagegen nicht. Dringt Feuchtigkeit durch Löcher in grosse Rohre ein, so verbreitet sich diese Feuchtigkeit in dem Rohr. Dringt jedoch Feuchtigkeit in ein kleines Rohr mit beispielsweise einem Durchmesser von unter 30 mm ein, so verbreitet sich die Feuchtigkeit in dem Rohr nur im Bereich der Eindringöffnung aus, sodass dadurch sehr genau der Ort der Feuchtigkeit bestimmt werden kann.
Für die vorliegende Erfindung bedeutet dies, dass mittels des Schubgerätes in dem Schlitten 31 das Linearelement 32 zusammen mit dem Sensor durch jedes Rohr 28 geschoben wird und der Sensor sehr schnell und korrekt den Ort ermitteln kann, an dem Feuchtigkeit in das Rohr eingedrungen ist, was bedeutet, dass an dieser Stelle das Hallendach oder Mauerwerk feucht ist.
Als Linearelement 32 bietet sich beispielsweise ein Glasfaserkabel an, das mit einer Kunststoffschicht umhüllt ist. Hierdurch bietet es eine ausreichende Steifigkeit bei genügender Elastizität. Das Glasfaserkabel selbst kann auch zur Übertragung der Signale des Sensors benutzt werden, wobei nicht nur Werte für die Feuchtigkeit übermittelt werden können, sondern auch durch entsprechende Sensoren Werte für Temperaturen usw..
DR. PETER WEISS, DIPL-ING. A. BRECHT & DIPL-FORSTW. PETRA ARAT
Patentanwälte European Patent Attorney
Aktenzeichen: P 3517/PCT Datum: 15.03.2007 W/ST/TF
Bezugszeichenliste
Claims
1. Verfahren zur Überwachung von Bauteilen (1), insbesondere von Hallendächer (1), Mauern, Staudämme, Brücken od. dgl., auf deren Dichtheit bzw. Feuchtigkeit und/oder Temperatur, mittels zumindest einem Sensor (16),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor (16) in oder an einem Sensorträger (7, 7.1) entlang von vorgegebenen Bahnen in oder an dem Bauteil entlanggeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (16) entlang von gerade oder mäanderartig verlaufenden Bahnen geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Sensors (16) entlang der Bahn überwacht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn abschnittsweise überwacht wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Daten des Sensors (16), insbesondere Positions- und Messdaten, im Sensor (16) gespeichert werden.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Daten des Sensors (16), insbesondere Positions- und Messdaten, vom Sensor (16) bevorzugt fortlaufend an eine Zentrale übertragen werden.
7. Vorrichtung zur Überwachung von Bauteilen, insbesondere von Hallendächer (1), Mauern, Staudämme, Brücken od. dgl. auf deren Dichtheit bzw. Feuchtigkeit und/oder Temperatur, mittels zumindest einem Sensor (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) in oder an einem Sensorträger (7, 7.1) angeordnet und dieser entlang von vorgegebenen Bahnen in oder an dem Bauteil (1) entlangführbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (7) selbstfahrend ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (7.1) sich entlang einer Kette (18) bewegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Sensorträger (7.1) ein Antriebsrad (21) mit einem Ritzel (22) zum
Zusammenwirken mit der Kette (18) integriert ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sensorträger (7) über Räder (12) oder Ketten, Raupen od. dgl. im Inneren des Rohrsystems (4) abstützt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass den Rädern (12), Ketten, Raupen od. dgl. ein Sensor für die Wegbestimmung zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb für die Räder (12), Ketten, Raupen od. dgl. reversibel ausgestaltet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger als ein Schub- und/oder Zugelement ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger ein Linearelement (32), beispielsweise ein Glasfaserkabel ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Linearelement (32) ein Schubgerät an einem Schlitten (31) zugeordnet ist.
17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn zumindest teilweise geschlossen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn ein Rohr oder Rohrsystem (4) ist, welches Öffnungen (11) aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr oder Rohrsystem (4) aus einer Mehrzahl von Kunststoffrohren (9) gegebenenfalls mit einer Innenwelle (19) besteht.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohrsystem zumindest eine Inspektionsöffnung (8) vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn abschnittsweise überwachbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Daten in dem Sensor (16) oder Sensorträger (7) abschnittsweise zurücksetzbar sind.
23. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 - 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (16) eine Einrichtung (17) zum Andocken eines „Bergungsfahrzeuges" aufweist.
24. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr oder das Rohrsystem auch zum Einbringen von Feuchtigkeit oder Trocknungsluft in einem Raum verwendbar ist.
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